2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of PM2.5 Emission-Free Marine Diesel Engines Using Plasma Clean Technology
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17H03498
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
大久保 雅章 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40223763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒木 智之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00326274)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 舶用機関・燃料 / 環境技術 / PM2.5 / 排ガス発生制御 / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球環境，海洋環境保全に資する超低PM，NOx，CO2 のクリーン船舶ディーゼルエンジンシステムの開発に向けた，プラズマによる革新的環境改善プロセスの解明を行った。研究実施内容は以下の通りである。
A. 非熱プラズマDPF 再生
セラミックディーゼル微粒子フィルタ(Diesel Particulate Filter, DPF)に捕集された微粒子の非熱大気圧プラズマによる新規な燃焼再生方式を舶用重油燃料駆動ディーゼルエンジンに対して実証，最適化した。船舶ディーゼル排ガスのPM はDry Soot, SOF(可溶性有機物）, HCs（炭化水素状粒子）が含まれ，プラズマ反応は未解明であるが，再生可能なことは予備試験で判明している。本年度は１．プラズマパラメータ計測，２．大気圧非熱プラズマの数値シミュレーションに関連した研究を行い，未だ行われていない船舶DPF完全再生の検討を継続した。
B. 非熱プラズマ脱着NOx・CO2 還元
ディーゼルエンジンの排気ガス中には，通常2～10%程度の体積濃度の酸素が含まれている。このようなガスをプラズマリアクタに流し，プラズマを印加するだけでは，公害の処理にはならない。そこでエンジンの運転モード（燃料噴射モード）を切り替え，酸素リッチな状態ではNOx を含む排ガスを一度吸着させ，その後，酸素量が少なくHC, CO の多い状態へエンジン運転モードを切り替え，プラズマを印加してNOx を脱着・還元させ，同時にHC, CO を酸化無害化する。本年度は吸着対象のガスの主成分をCO2とした実験を中心に，脱着ガスに希ガスを混入させる実験を実施し，CO2の高効率処理を確証した。すなわち，低濃度で酸素を多量に含む排気ガス処理を簡単な装置で触媒や，付加的な処理を行わず乾式で高効率に行うことができることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究項目は，（１）リアクタの最適化，（２）プラズマパラメータ計測，（３）直接再生実験，（４）大気圧非熱プラズマの数値シミュレーション，（５）プラズマ脱着実験，（６）プラズマ脱着還元連続実験，の６つであるが，（３）を除き今年度もひととおりの試験，解析を実施することができた。（３）に関しては今年度は数値解析を実施した。当初の計画通り，不足分を来年度以後も十分に行っていく。また，成果の公表にもさらに力を入れ，船舶ディーゼルエンジン排ガス処理に関する英文書籍の出版を2019年度中に予定している。（６）の実験に関しては，2018年度中は希ガス脱着を利用し詳細な性能試験を実施し終えた段階である。試験を継続し，装置の改良を実施し，来年度にさらに高い性能が実証でき，研究を完成させるような研究計画を作成中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き，前期（１）～（６）の実験，解析ならびにシミュレーションを継続して推進する。大学のラボ実験やシミュレーション研究を行う上での問題点は特に発生していない。研究期間中に，企業内に設置している大型の船舶ディーゼルエンジンあるいは燃焼装置での試験の実施や実船試験などを実施すべく，関連企業と調整，打ち合わせを行っている。大学でのラボ試験が成功裏に終われば，これらの大規模実証試験の実施もスムーズに実現できると考えている。
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Research Products
(15 results)
